中國(guó)的第一顆“慧眼”空間望遠(yuǎn)鏡,公布黑洞和中子星的新成果!

文前博科園想說一下,這是我們中國(guó)的驕傲!本月在我們中國(guó)廈門舉行的首屆中國(guó)空間科學(xué)大會(huì)上,“慧眼”硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡(Insight-HXMT)團(tuán)隊(duì)科學(xué)家在新聞發(fā)布會(huì)上,公布了關(guān)于黑洞和中子星X射線雙星的新結(jié)果。

X射線雙星是發(fā)射X射線的雙星,由正常恒星和中子星或黑洞組成。密度極高的中子星或黑洞的引力導(dǎo)致來自正常恒星的物質(zhì)向它墜落,產(chǎn)生一個(gè)快速旋轉(zhuǎn)的吸積盤,發(fā)出強(qiáng)烈的X射線輻射。X射線雙星是那些試圖了解強(qiáng)力場(chǎng)和磁場(chǎng)以及受它們影響物質(zhì)的重要研究目標(biāo)。

硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡(Insight-HXMT)團(tuán)隊(duì)科學(xué)家能夠研究黑洞X射線雙星中的準(zhǔn)周期振蕩(QPO),最高可達(dá)100keV,比之前的上限30keV有所增加。還揭示了QPO振幅和質(zhì)心頻率在1-100keV范圍內(nèi)的能量依賴性,這些成就超越了以前的衛(wèi)星,為黑洞研究打開了一個(gè)新窗口。同時(shí)還使用硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡(Insight-HXMT)數(shù)據(jù)對(duì)最亮的持續(xù)X射線源SCO X-1進(jìn)行了詳細(xì)定時(shí)研究,研究結(jié)果產(chǎn)生了三個(gè)關(guān)鍵的見解:
1)所有類型的QPO都來自非熱發(fā)射
2)吸積盤最內(nèi)側(cè)區(qū)域本質(zhì)上是非熱的
3)日冕在幾何上是非均勻的

當(dāng)中子星X射線雙星的X射線強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí),科學(xué)家首次觀察到吸積盤狀態(tài)的突然變化,這證實(shí)了近50年前提出的理論,即光的輻射壓力導(dǎo)致吸積盤結(jié)構(gòu)突變。過去,電暈冷卻是從中子星X射線雙星低/硬狀態(tài)期間發(fā)生的一系列短I型爆發(fā)疊加中檢測(cè)到。目前研究代表著第一次觀察到非常熱的日冕(通常在幾億度的高溫下)通過中子星表面單個(gè)熱核爆發(fā)產(chǎn)生的低能X射線光子“陣雨”快速冷卻。

該方法為研究高溫電暈的物理性質(zhì)和加熱機(jī)理提供了一種近乎獨(dú)特的手段。此外,在單個(gè)爆發(fā)中檢測(cè)到的熱核爆發(fā)和吸積盤之間的相互作用,可能提供了一種約束吸積盤最內(nèi)側(cè)半徑的新方法。此外,科學(xué)家證實(shí),著名中子星X射線雙星HER X-1的X射線回旋吸收線的能量不再減少。數(shù)據(jù)證明,經(jīng)過近20年的緩慢下降,X射線輻射區(qū)附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度已趨于穩(wěn)定。硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡(Insight-HXMT)作為我們中國(guó)第一顆X射線天文衛(wèi)星。

自2017年6月15日發(fā)射以來,已經(jīng)以高精度和高節(jié)奏觀測(cè)了許多黑洞、中子星和伽馬射線爆發(fā)。衛(wèi)星包括三個(gè)X射線平板準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡(高能X射線望遠(yuǎn)鏡、中能X射線望遠(yuǎn)鏡和低能X射線望遠(yuǎn)鏡)以及一個(gè)空間環(huán)境監(jiān)測(cè)器。到目前為止,衛(wèi)星已經(jīng)進(jìn)行了一千多次觀測(cè),產(chǎn)生了29TB的科學(xué)數(shù)據(jù),總共有10多篇科學(xué)論文被接受或發(fā)表在主要的國(guó)際天體物理學(xué)期刊上,其他重要的研究成果仍在發(fā)表之中。
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